Appliquer une couche de peinture sur les murs d'une maison peut bientôt aider à la chauffer, économiser de l'énergie et réduire le CO 2 émissions. Il pourrait aussi purifier l'air que nous respirons, décomposer les produits chimiques et les polluants, et éliminer les agents pathogènes nocifs.

En Europe, la moitié de la consommation énergétique annuelle des villes est consacrée au chauffage et à la climatisation. Malgré l'évolution de l'UE vers la décarbonisation, 75% du chauffage et du refroidissement proviennent de combustibles fossiles, alors que seulement 19% sont générés à partir d'énergies renouvelables.

« Les énergies renouvelables ne sont pas largement utilisées, et beaucoup d'énergie est gaspillée, " a déclaré le professeur Dmitry Shchukin de l'Université de Liverpool, ROYAUME-UNI.

Il a mis au point une peinture thermorégulatrice capable d'absorber et de libérer de la chaleur à l'intérieur des bâtiments en briques, garder les pièces chaudes chaque fois que nécessaire en utilisant l'excès d'énergie.

"L'idée principale était de rénover les vieilles maisons avec de telles peintures, " a déclaré le professeur Shchukin. " Si vous avez une vieille maison historique, par exemple, vous ne pouvez pas le détruire et en construire un nouveau."

Les bâtiments sont le plus gros consommateur d'énergie, il dit. La plupart sont vieux et peu énergivores, et sont responsables d'environ 40 % de la consommation totale d'énergie et de 36 % du dioxyde de carbone (CO 2 ) émissions dans l'UE.

La peinture, qui a été développé dans le cadre d'un projet appelé ENERPAINT, pourrait être utilisé comme une forme d'isolation pour augmenter l'efficacité énergétique des maisons anciennes sans dépenser une fortune, il dit. Durant la journée, il capte la chaleur produite par les radiateurs ou encore les personnes, puis le libère la nuit lorsque les températures baissent car les chaudières sont généralement éteintes pour économiser sur les factures. Alors comment fait-il cela ?

Matériaux à changement de phase

"Ça marche très simplement, ", a déclaré le professeur Shchukin. "Les fabricants de peintures et de revêtements ont leurs propres peintures et nous ne fournissons que des additifs - environ 5% - à la peinture."

Ces additifs sont des matériaux dits à changement de phase (PCM), comme les paraffines, hydrates de sel et acides gras, enfermé dans des capsules protectrices de taille nanométrique qui améliorent le transfert de chaleur. Les PCM peuvent stocker de grandes quantités d'énergie thermique et changer d'état - de solide à liquide et vice versa - sans altérer leur propre température.

Développer cette peinture, qui est actuellement en test, fait partie d'un projet plus large appelé ENERCAPSULE, où le professeur Shchukin conçoit des revêtements appropriés pour encapsuler les MCP à l'échelle nanométrique à utiliser dans les peintures, textiles et médicaments.

"Pour les peintures, nous avons utilisé des hydrates de sel en raison de leur faible coût et de leur très haute densité volumétrique de stockage d'énergie, " a déclaré le professeur Shchukin. " Cependant, ceux-ci étaient très difficiles à encapsuler car ils sont corrosifs et hydrophiles (ils se dissolvent dans l'eau)."

Il a pu enfermer des hydrates de sel dans des coques en polymère aussi petites que 10 nm, ce qui les protège du milieu environnant mais leur permet également de réagir à la chaleur de manière contrôlée. Les matériaux qu'ils utilisent ont été approuvés par la Food and Drug Administration des États-Unis, mais pas par l'Agence européenne des médicaments, selon le professeur Shchukin.

Au cours de la journée, lorsque ces nanocapsules énergétiques absorbent et emmagasinent de la chaleur à leur température de fusion, les MCP se transforment en liquide et pendant les nuits froides ils cristallisent à une température définie, dégageant de la chaleur et réchauffant la pièce, Le professeur Shchukin explique.

Il dit européen, Des entreprises chinoises et russes s'intéressent à leurs recherches, et qu'il espère maintenant fabriquer des nanocapsules pour des peintures qui peuvent aider à refroidir les bâtiments.

Un autre type de peinture développé et commercialisé dans le cadre d'un projet appelé AIRLITE utilise des nanoparticules pour purifier l'air. Ces peintures peuvent réduire les polluants, comme le dioxyde d'azote, tuer les bactéries, virus et moisissures, éliminer les mauvaises odeurs, et repousser la poussière et la saleté.

"Le but d'Airlite (peinture) était de créer quelque chose qui fasse une différence pour la santé humaine et le bien-être dans l'environnement bâti, " a déclaré Chris Leighton, vice-président des ventes et du marketing chez AM Technology, l'entreprise derrière la peinture Airlite.

La pollution de l'air

La pollution de l'air est considérée comme l'une des plus grandes menaces mondiales pour la santé environnementale, ce qui représente 7 millions de décès prématurés dans le monde chaque année. Les particules fines et les composés tels que le dioxyde d'azote, comme ceux produits par les véhicules et la combustion de combustibles fossiles, se trouvent dans l'air pollué et peuvent s'infiltrer dans nos poumons et notre circulation sanguine, provoquant des crises cardiaques, coups, crises d'asthme et autres maladies respiratoires.

Airlite a proposé une peinture qui améliore la qualité de l'air en décomposant les polluants atmosphériques. "Le principe de base est la photocatalyse, une réaction qui se produit (naturellement) dans l'atmosphère terrestre (pour décomposer les polluants), " dit Leighton.

Lorsque les rayons ultraviolets du soleil brillent sur la peinture, composée de nanoparticules de dioxyde de titane, qui sont des catalyseurs, des électrons sont libérés à la surface.

Les électrons interagissent avec l'humidité de l'air, briser les molécules d'eau en molécules hautement réactives, de courte durée, ions non chargés appelés radicaux hydroxyles. Ces radicaux attaquent les molécules polluantes et les transforment en substances inoffensives.

L'intégration des catalyseurs dans la peinture était le défi, dit Leighton. « La peinture (traditionnelle) elle-même est un polluant, " dit-il. " Si vous les mettez (des catalyseurs) dans une peinture, la peinture s'attaque d'elle-même et vous auriez des toxines gazeuses produites."

Des produits chimiques dangereux connus sous le nom de composés organiques volatils se trouvent dans les peintures ordinaires, mais Airlite utilise une base de calcium qui en est dépourvue. La base est un sous-produit d'un site de traitement du marbre en Italie et la peinture elle-même se présente sous forme de poudre à mélanger avec de l'eau.

La peinture a été testée pour la première fois en 2007 dans le tunnel pollué de Traforo Umberto I à Rome, Italie. Une fois le tunnel nettoyé et toute la suie et la crasse enlevées, il a été peint avec une couche de peinture neutralisante de polluants. Des lampes UV pour activer les propriétés photocatalytiques de la peinture ont été installées.

« Des niveaux de pollution réduits dans le tunnel après la rénovation, " a déclaré Leighton. Par exemple, un mois après les rénovations, les taux d'oxydes d'azote avaient diminué de 20 % au centre du tunnel. La peinture a depuis été utilisée dans les hôpitaux, écoles, aéroports, bureaux et maisons partout dans le monde, dit Leighton.

L'année dernière, 21 artistes de rue ont utilisé ces peintures pour créer la première fresque murale pollueuse d'Europe, s'étendant sur 100 m² d'un immeuble de sept étages à Rome.

Leighton ajoute que l'utilisation de la peinture à l'extérieur des bâtiments peut refroidir les espaces intérieurs par temps chaud, car elle réfléchit la chaleur du soleil, économie d'énergie qui irait vers le refroidissement et donc la réduction du CO 2 émissions.